Муфельная печь своими руками: пошаговая фото инструкция по изготовлению печи для плавки

Правила использования

Опытным радиотехникам сборка индукционной печи по схемам своими руками может показаться лёгким занятием, поэтому прибор будет готов довольно быстро, а мастер захочет испробовать своё творение в деле

Стоит помнить, что при работе с самодельной установкой важно соблюдать технику безопасности и не забывать об основных угрозах, которые могут возникнуть во время эксплуатации инерционной печи:

1. Жидкий металл и нагревательные элементы приспособления могут стать причиной сильных ожогов.
2. Ламповые схемы состоят из деталей с высоким напряжением, поэтому во время сборки агрегата их необходимо поместить в закрытый бокс, исключив таким образом вероятность случайного прикосновения к этим элементам.
3. Электромагнитное поле способно оказывать влияние даже на те вещи, что находятся вне короба установки. Поэтому перед включением прибора нужно убрать подальше все сложнотехнические устройства, такие как мобильные телефоны, цифровые фотоаппараты, MP3 плееры, а также снять все металлические украшения. Опасности подвергаются также люди с кардиостимуляторами: им ни в коем случаем нельзя пользоваться таким оборудованием.

Эти печи можно использовать не только для плавки, но и для быстрого нагрева металлических предметов при формовке и лужении. Меняя выходной сигнал установки и параметры индуктора, можно настроить прибор для конкретной задачи.

Для плавки небольших объёмов железа пойдут самодельные печки, эти эффективные устройства способны работать от обычных розеток. Прибор не занимает много места, его можно расположить на рабочем столе в мастерской или гараже. Если человек умеет читать простенькие электрические схемы, то ему не нужно приобретать подобное оборудование в магазине, ведь он сможет собрать небольшую печку своими руками всего за несколько часов.

Радиолюбители давно выяснили, что можно изготовить индукционные печи для плавки металла своими руками. Эти простые схемы помогут сделать твч установку для домашнего использования. Однако все описанные конструкции правильней будет назвать лабораторными инверторами Кухтецкого, так как самостоятельно собрать полноценную печку этого типа просто невозможно.

Производители и модели

Мини-печь для фьюзинга «Studio Pro». Производство российской компании ТД «Стекло и мир». Габариты ее рабочей камеры составляют 203 х 203 х 114 мм

Печка имеет возможность вертикальной и боковой загрузки, что особенно важно для обработки мелких деталей. Питание осуществляется от сети 220 вольт, мощность печи – 2.2 кВт, максимальная рабочая температура – 980 градусов Цельсия

Ее стоимость составляет 70000 рублей.
Фьюзинговая печь «FMGroup ПФ-1106». Производство российской компании из Пензы ООО «FMGroup».  Габариты ее составляют 1000х1500х1600 мм, максимальная толщина стекла для обработки в ней – 20 мм, размеры загружаемого стеклянного листа не более 1100 на 600 мм. Питание осуществляется от сети 380 вольт, мощность печи – 9 кВт. Цена такого аппарата – 140000 рублей.
Муфельная печка для фьюзинга и процессов моллирования ООО «ЗапСибОгнеупор». Размеры нагревательной камеры 600х600х230 мм, мощность – 4 кВт, работает от сети 220 вольт. Тэновые элементы находятся в верхней крышке, максимальная рабочая температура – 950 градусов Цельсия. Цена на печи для фьюзинга такой модели – 80000 рублей.
Установка гравитационного моллирования стекла «FMGroup ПГМ 1511». Производство российской компании из Пензы ООО «FMGroup». Она представляет собой двухкамерный агрегат, сверху которого перемещается нагревательный модуль. Печка снабжена микропроцессорным температурным регулятором. Мощность установки – 24 кВт, пространство рабочих камер 2100х1100х450 мм, питается от электросети 380 вольт, максимальная температура в камере – 1000 градусов Цельсия. Ее стоимость составляет 520000 рублей.
Печь фьюзинговая для обжига керамики ПК515К. Производство российской компании ООО «Гжельские узоры». Представляет собой печку «чемоданного» вида, нагревающий электрический элемент расположен в верхней крышке. Обладает системой программирования режимов фьюзинга. Габариты рабочей камеры 1300х750х100 мм, мощность 6 кВт, работает от электросети 380 вольт, максимальная температура нагрева 1150 градусов Цельсия. Ее стоимость составляет 205000 рублей.
Печка для моллирования стекла KFM 1.5. Производство российской компании ООО «Стеклокомплект». Размеры рабочей камеры этой установки 1500х600х500 мм. Ее мощность равна 7 кВт, рабочее напряжение 380 вольт, максимальная рабочая температура 850 градусов Цельсия. Стоимость такой печи составляет 170000 рублей.
Мини-печи для закалки стекла Gangxin GX-P0609. Эти установки производятся в Китае. Промышленная установка для средних и крупных производств. Питается от сетей 220, 380 и 415 вольт. Мощность такого устройства 70 кВт, ее габаритные размеры 6600х2200х1300 мм, толщина обрабатываемого стекла от 3 до 19 мм. Цена такой установки от 42000 до 55000 долларов США.

Советы по самостоятельному изготовлению

Если Вы решили сделать муфельную печь своими руками, воспользуйтесь рекомендациями от мастеров:

1. Разделение шамотового кирпича и сверление отверстий для установки нагревательного элемента.

При создании из шамотового кирпича любая гончарная закалка нуждается в использовании нагревательного элемента. И если есть необходимость разместить соответствующее решение, то потребуется выполнить надрезы и технические полости в материале керамики. Лучше всего предварительно разметить все расположение элемента и уже потом прибегать к выполнению надрезов. Все это можно выполнить дома, применив простые электроинструменты.

Стоит начинать с пропиливания швов, применяя отрезную машинку, с особым алмазным кругом. А далее необходимо будет удалить полученные участки керамики. И тут лучше всего применять дрели перфоратор. Так как это позволит избежать растрескивания и повреждения материала и каждого из элементов. Не стоит использовать молоток и долото, ведь при ударе, могут образоваться трещины, которые в последствии приведут к негодности каждого из элементов.

1. Выбор маленькой или большой муфельной печи.

Выбранные и создаваемые самодельные печи должны быть получены с пониманием технических процессов, в которых они буду принимать участие. И тут встает закономерный вопрос, создавать более объёмную печь или выполнить более миниатюрное решение. В случае переплавки ювелирных изделий будет достаточно минимального количества внутреннего пространства. Это позволит более практично использовать изделия и не будет требовать дополнительного помещения.

Но вот в случае кузнечного дела, необходимо будет создать более весомые конструктивные решения, которые будут позволять выполнять расплавку и закалку металла.

Смотрите видео, в котором пользователь подробным образом демонстрирует устройство муфельной печи, изготовленной своими руками:

Муфельная печь своими руками

В домашних условиях своими руками можно собрать простую конструкцию печи. При этом муфельная печь «своими руками» будет работать на электричестве. Главный элемент — муфель — можно изготовить из глины или сложить из шамотного кирпича.

Для глиняного муфеля делают заготовку из картона или фанеры. Полученный короб покрывают слоем глины толщиной от 1 см, сушат до затвердевания (3-5 дней) и обжигают в угольной печи. Температура обжига составляет 700-800ºC. Этого достаточно для остекловывания глиняной структуры и получения прочной внутренней камеры.

Муфельная печь, изготовленная своими руками

Полученный керамический муфель обматывают проволокой (нихромовой или фехралевой, диаметром 1 мм) — она будет работать в качестве нагревательного элемента. Для того чтобы закрепить проволоку на кожухе, её покрывают вторым слоем глины (который также сушат и обжигают в угольной печи). Концы проволоки для дальнейшего подключения к электросети отставляют открытыми.

Для складывания шамотного муфеля в каждом кирпичике проделывают канавки (для расположения нагревательных спиралей). После складывания кирпичей в канавках располагают спиральную проволоку. Для закрепления в канавках спираль обмазывают глиной или укрепляют проволокой.

Готовую внутреннюю камеру размещают в металлическом корпусе. Его сваривают из листов стали толщиной 2 мм и более. В корпусе оставляют отверстия для подсоединения к нагревательной проволоке.

Внутрь кожуха помещают готовый муфель, подсоединяют контакты и делают теплоизоляцию. В качестве изолирующего материала используют базальтовую вату или асбестовую крошку (асбест — более вредный вариант, при его нагреве выделяются канцерогены).

Самостоятельное изготовление муфельной печи

Разновидности конструкций

В зависимости от потребляемого топлива муфельные печи бывают трех типов:

• Работающие от электропитания – они наиболее распространенные и популярные среди небольших мастерских. За короткий промежуток времени удается достичь максимальной температуры внутри печи для выполнения поставленной задачи. По сути, такую печь можно установить даже в квартире, если позволяет разводка и заземление, но лучше, если это будет отдельная мастерская. Единственный недостаток такой модели – высокое энергопотребление, что существенно отражается на сумме оплаты за электроэнергию.
• Работающие на газу – такие модели более выгодны в финансовом плане, так как оплата за потребление газа будет в разы меньше, чем платежка за электроэнергию. Но и здесь есть минус, изготовить оборудование, работающее на газу в домашних условиях – достаточно проблемно. В большинстве случае такие приборы не допускаются к эксплуатации контролирующими службами из-за большого риска взрыва газа, поэтому единственный выход – это приобретение готового прибора, но, как было сказано выше, это достаточно дорого.
• Работающие на твердом топливе – этот вариант не так практичен в плане разогрева, так как для достижения нужной температуры нужно затратить больше времени, чем для печи на электропитании. Но зато, при достижении нужной температуры ее проще поддерживать на этом уровне продолжительное время. Это как котел длительного горения. Кроме того, затраты на приобретение твердого топлива будут существенно ниже, чем за электроэнергию. Но вам нужно продумать и организовать место для его хранения, как впрочем, и для самой печи. В городской квартире оборудовать такую мастерскую не удастся.

В зависимости от расположения топочной камеры печи бывают:

• Горизонтальными
• Вертикальными

По способу термообработки агрегаты различаются на:

• Вакуумные
• Воздушные
• Печи, работающие на основе инертного газа.

Описывать все виды нет необходимости, так как в домашних условиях можно изготовить только один вариант – воздушную муфельную печь с возможностью выбора горизонтальной или вертикальной топки.

С точки зрения простоты изготовления – предпочтение нужно отдать печам, с горизонтальным расположением топки. Их же можно считать и универсальными, так как объем работ, позволяющих выполнить с их помощью, очень обширен.

Как правильно подключить муфельную печь к источнику энергии

При отсутствии опыта работы с электрическими приборами лучше обратиться к электрику-профессионалу. Для подключения устройства к сети необходимо приобрести:

• терморегулятор;
• большой клеммник из термостойкой пластмассы;
• маленькие клеммники из термостойкого пластика для сращивания проводов;
• контактор (пускатель электромагнитный);
• электрический провод двужильный;
• вилку электрическую;
• стандартный кожух для электрощитка.

Для данной печи выбран терморегулятор одноканальный М-1-К, который регулирует температуру рабочей камеры до 1300 градусов. Прибор способен работать по сложному графику, с его помощью задают время и температуру нагрева.

Справка. Сечение нихромовой проволоки и ее длину, диаметр витка спирали, сечение соединительных проводов и другие параметры электрической схемы рассчитывают по справочникам и выбирают заранее.

Элемент имеет 7 разъемов для подключения (две клеммы для проводов питания, две — для подключения термопары, три — для реле). Управление прибором осуществляется четырьмя кнопками. Когда терморегулятор включен, горит индикаторная лампочка. К устройству прилагаются два кронштейна для крепления в щитке и подробная инструкция по подключению.

Монтаж блока

Монтаж блока проводится в следующем порядке.

• Контакты термопары и спирали изолируют и клеммниками соединяют с двужильными проводами.
• К проводу питания присоединяют вилку.
• В щитке крепят терморегулятор, контактор и большой клеммник.
• К терморегулятору через контактор и клеммник подсоединяют термопару, спираль муфеля, провод питания с вилкой.

Электрическую муфельную печь обязательно заземляют.

Как сделать корпус

Вырезаете из листа прямоугольник нужного размера, загибается в цилиндр и заваривается шов. Далее из этого же листа вырезаете круг соответствующего диаметра и привариваете его к цилиндру. У вас получается подобие металлической бочки, стороны и дно которой стоит усилить арматурой и уголками.

Фото 6 Корпус печи из бочки

Корпус может быть и прямоугольным – форма никак не влияет на качество печи и эффективность разогрева. На видео вы посмотрите, как сделать прямоугольную муфельную печь своими руками из аналогичных материалов.

https://youtube.com/watch?v=wLyapECGaIM

Видео 1 Муфельная печь своими руками с описанием

Классификация муфельных печей

По типу нагревательных элементов муфельные печи подразделяют на:

• электрические;
• газовые.

По предназначению они делятся на:

1. для плавки металла;
2. для обжига керамики;
3. для плавки стекла;
4. для закалки металла;

Бывают также промышленные и самодельные муфельные печи.

Промышленная муфельная печь с автоматикой

Но печи, работающие на газу сделать в домашних условиях невозможно, хотя газ и дешевле электричества, так как подобные эксперименты запрещены законодательством. Электрическое управление печью обеспечивает удобство регулирования температурного режима.

По конструктивному типу муфельные печи делят на:

• горизонтальные (наиболее простые);
• вертикальные или горшкового типа;
• колпаковые;
• трубчатые.

Нагрев может производиться в воздушной среде, в вакууме или в газовой среде. В домашних условиях есть возможность только для конструирования печи с термической обработкой изделий в воздушной среде.

При самостоятельном выполнении муфельной печи ей можно придать желаемую форму и объем, оформить ее в подходящем для интерьера стиле.

Основные части конструкции

1. Внешняя часть печи, оболочка (корпус).В качестве корпуса для будущей муфельной печи удобно использовать вышедшую из употребления газовую плиту, точнее духовку от нее или электрическую печку. Для их использования демонтируют все пластиковые детали. В случае, когда нет возможности использовать такие варианты корпуса, его сваривают из листового металла (толщина не менее двух миллиметров).
2. Теплоизоляционный слой. Эта часть конструкции крайне важна. От ее качества зависит КПД печи и теплопотери, которые она понесет. Внутренний слой термоизоляции – это огнеупорный (шамотный) кирпич, способный выдержать температуру до одной тысячи градусов.
3. Внешний слой, сокращающий потери тепла в окружающее пространство, прокладывают из перлита или базальтовой ваты. Асбест использовать небезопасно, при его нагревании происходит выделение в атмосферу канцерогенных веществ.
4. Элементы, непосредственно нагревающие рабочее пространство. Нагревательными элементами внутри муфельной печи служат спирали, скрученные из нихромовой или фехралевой проволоки. Толщина 1 мм. Нихромовая (никель-хромовая) проволока очень пластична и устойчива к коррозии.
5. Фехралевая (алюминий, хром, железо) проволока несколько дешевле из-за отсутствия в составе алюминия и также обладает необходимыми свойствами для ее применения в муфельной печи.

Список материалов и инструментов для сборки конструкции

1. болгарка (машинка для шлифовки и резки материалов) с отрезными кругами для металла;
2. сварочный аппарат;
3. листовая сталь толщиной >2мм;
4. металлические уголки;
5. шамотный огнестойкий кирпич;
6. огнеупорная смесь;
7. силикон термостойкий;
8. базальтовый термоизолятор (вата, плотностью 200 кг/м3) или перлит;
9. защитные очки и респиратор;
10. нихромовая (фехралевая) проволока сечением 1 мм;
11. кусачки или ножницы по металлу.

Изготовление устройства

В данном случае мы расскажем, как сделать вертикальную муфельную печь для обжига керамики своими руками.

Для этого вам понадобятся следующие инструменты:

• углошлифовальная машина (болгарка) и 1-2 круга;
• электро-дуговая сварка и электроды;
• слесарный инструмент, в том числе кусачки;
• 2-миллиметровая нихромовая проволока.

и материалы:

• 2,5 мм стальной лист или корпус б/у духовки;
• уголок;
• арматура;
• базальтовая вата;
• огнеупорный шамотный кирпич;
• огнеупорный раствор;
• герметик силиконовый.

Этапы изготовления

Можно сделать муфельную печь своими руками в домашних условиях. До изготовления следует прочитать общую информацию об оборудовании для закалки, рассчитать габариты самодельного оборудование, подобрать место для его установки.

Муфельная печь

Необходимые инструменты

Перед тем как приступать к работе требуется подобрать материалы и инструменты. Расходные материалы для сборки:

1. Листовой металл для создания корпуса.
2. Шамотный кирпич для теплоизоляции.
3. Скрепляющая смесь, чтобы сделать кирпичную кладку. Для этого подойдёт огнеупорная глина, термостойкий клей для печей.
4. Нагревательный элемент.
5. Провода для подключения, регуляторы температуры, термометр.

Необходимые инструменты:

• шпатель, кельма.
• сварочный аппарат и электроды.
• болгарка для разрезания кирпича и металлических листов.
• защитные очки и перчатки.
• электродрель.

Дополнительно может потребоваться ручной инструмент (молоток, отвертки)

Перед началом работ важно проверить работоспособность электроинструментов

Изготовление конструкции муфеля

Нужно выбрать форму камеры для нагревания металла. Из огнеупорного материала изготовить прямоугольный или многоугольный каркас. Для подрезки используется болгарка. Если используется нихромовая проволока, для нее нужно вырезать на кирпичах канавки. Находиться они должны внутри конструкции. Вырезать канавки можно болгаркой. Кирпичи соединяются термостойким клеем.

Муфель можно целиком изготовить из огнеупорной глины. Инструкция:

1. Изготавливается опалубка цилиндрической формы.
2. Глина замачивается на трое суток. Далее её заливают в опалубку.
3. Требуется подождать пока состав застынет.

Перед тем как пускать глиняный корпус в дело его требуется закалить в печи.

Готовим и устанавливаем нагревательную спираль

Готовый нагревательный элемент можно купить в строительном магазине. Далее с помощью тисков её нужно намотать так, чтобы получилось большое количество витков. После создания спиральной проволоки её нужно немного растянуть, чтобы между витками появилось пространство. Установка:

1. Спираль располагается в подготовленных заранее канавках.
2. Закрепляют её с помощью скоб из нихрома или раствором для кладки шамотного кирпича.
3. Выходы проволоки наружу закрываются керамическими крышками.

Внутри печи нужно промазать все оставшиеся щели и отверстия огнеупорным составом. Самодельное оборудование заземляется.

Нагревательный элемент

Работы по установке в муфель газовой горелки

Лучше приобрести покупную газовую горелку, чтобы избежать возможных ошибок при самостоятельной сборке. Закрепляется она над муфелем. Для этого используются хомуты или другие крепёжные элементы

Важно, чтобы на горелке присутствовал регулятор подачи газа

Финальные работы

Когда муфель собран и нагревательный элемент установлен, требуется сварить металлический корпус из листового металла. Далее он одевается поверх муфеля, а свободное пространство заполняется слоем теплоизолирующего материала.

Материалы и элементы для работы

Муфельная печь для плавки алюминия своими руками или закаливания стальных деталей – для производства подготавливаем полный набор материалов. Нам потребуется:

• шамотный кирпич;
• теплоизоляция;
• листовой металл или любой подручный материал. Если есть старый сейф с внутренним слоем песка, значит вам повезло. Такая печь прослужит долгий срок и позволит сэкономить на наружном слое теплоизоляции;
• огнеупорная глина, песок или готовая смесь для кладки кирпича. Для заделывания щелей и пустот можно приобрести огнестойкий герметик или использовать раствор;
• электрический кабель, керамические изоляторы, автомат для подключения в щитке.

Технология постройки муфельной печи

Порядок выполнения работ горизонтальной ли вертикальной муфельной печи аналогичен, различие состоит в расположении элементов печи.

1. Корпус муфельной печи выполняем из листового железа. Вырезаем болгаркой прямоугольную полоску нужного размера, сгибаем ее в радиус и при помощи сварки герметично завариваем шов. Для предотвращения образования коррозии можно покрыть металл несколькими слоями огнеупорной краски. К полученному цилиндру привариваем дно. Для этого вырезаем из листа стали круг необходимого диаметра, равного диаметру цилиндра. Укрепляем стенки и донышко металлической арматурой. Корпус выполняем такого объема, чтобы внутри можно было разместить термозащитный слой и огнеупорный кирпич.
2. В случае если для корпуса используется старый холодильник, аналогично укрепляем его донышко и стенки металлическими уголками или трубками.

3. Внутреннюю часть корпуса выкладываем толстым слоем базальтовой ваты.

4. Для изготовления внутреннего термослоя (аккумулятора тепла) используем шамотный кирпич (огнеупорный).  Задача состоит в состыковке кирпичей в количестве семи штук в форме трубы, которая будет в дальнейшем служить рабочей камерой печи.

5. Для этого раскладываем кирпич в ряд и делаем на каждом кирпиче разметку, по которой будем производить резку. Форма кирпичей после резки должна позволять собрать все кирпичи в форме полой трубы. Обрезку производим болгаркой. Для удобства кирпичи нумеруем. После обрезки собираем их вместе и закрепляем проволокой, проверяя правильность резки. При необходимости подправляем форму, добиваясь точности.

Помещаем образовавшуюся кирпичную трубу в корпус со слоем теплоизоляции.

Далее на внутренней поверхности кирпичей необходимо пропилить канавки под проволоку.

Канавки под проволоку

Но прежде из мотка нихромовой или фехралевой проволоки необходимо сделать спираль диаметром около 6 мм. Для этого наматываем проволоку на основу (карандаш, сварочный электрод или тонкий металлический пруток).Достаем кирпичи и вновь выкладываем их на ровную поверхность в ряд.

Прикладываем спираль, делаем разметку под будущие канавки, которые будем вырезать в кирпичах болгаркой. Правильность линий проверяем строительным уровнем. В конечном итоге внутри рабочего пространства проволока будет уложена по спирали от дна к вершине рабочего пространства

Важно, чтобы витки не соприкасались друг с другом, иначе будет замыкание

Спираль в муфельной печи

Чтобы вывести концы проволоки за пределы рабочей камеры и подключить их к автомату, между двумя соседними кирпичами вставляем три тонких длинных отрезка керамической плитки с пропиленными в них тонкими каналами под проволоку.

Каналы под проволоку из муфельной печи

Применение таких керамических выводов в дальнейшем позволит легко производить ремонтные работы муфельной печи.

Коммутация электрической части с тремя ступенями мощности

• для первой ступени мощностей необходимо два контура спиралей включать последовательно;
• вторая ступень подразумевает отдельное подключение нижней спирали;
• третья ступень мощности – параллельное включение двух контуров.

Готовую конструкцию рабочей камеры помещаем в корпус со слоем теплоизолирующего материала и одним кирпичом, уложенным на дно, обмазывая его огнеупорной (печной) глиной или огнеупорным клеем.

Чтобы вывести керамические каналы за пределы корпуса, сверлим в нем отверстия.

Делаем корпус и обмазываем шамотной глиной

Крышку выполняем из листовой стали, вырезая ее по размеру печи и закрепляя на ней печной глиной огнеупорный кирпич. Сверху привариваем щеколду, ручки и навесы. Для герметичности по краям крышки и на примыкающие стенки муфельной печи наносим слой термостойкого силикона, предварительно тщательно обезжирив поверхности.

Муфельная печь в работе

После полного высыхания печи подключаем проволоку к электрическому автомату со стабилизатором и проводим ряд испытаний, настраивая мощность накала спиралей и температуру в рабочем пространстве увеличивая или уменьшая напряжение сети.

Во время работы печи дверцу необходимо плотно запирать.